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從大風到強風:製造機器人加快風力發電廠的建造

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靈活的機器人技術提高了風力發電機的製造效率

丹麥一直以來在可再生能源處於世界領先地位,其用電量幾乎一半來自風力發電。丹麥公司 Odico 的製造機器人現在準備進一步改變這個開創性產業。Odico 正在將機器人精密度引入風力發電機製造領域,幫助客戶降低風險並將生產力提高兩倍。Odico 的技術讓第一線工作人員在數位板上設計,進而協助推動蓬勃發展的再生能源領域迅速、持續地改進。

精確度至關重要

將鑽頭鑽過金屬板可能看似稀鬆平常,但當這種金屬將 12 噸重的鋁葉片固定到北海的風力發電機上時,鑽孔的方式便顯得極其重要。若配置出現一公釐的錯誤,就可能浪費數月的設計、製造和組合工作。

避免昂貴且精心設計的元件落入廢料堆是 Odico 的使命之一。Odico 2012 年於丹麥的歐登斯市成立,這裡擁有一批蒸蒸日上的機器人公司,專門從事使用先進的機器人技術,將製造技術帶入營造業。Odico 開發了超敏捷的移動製造機器人,可以隨時重新進行校準。對於專門從事較小規模生產過程的公司來說,每個機器人可提高工廠生產力三倍,因此非常適合製造風力發電機。

Odico 的機器人針對專營小規模生產過程的公司提升工廠生產力。影像由 Fido 授權使用。

管理嚴格的製造流程

以往通常是透過手動方式,在像風力發電機葉片一樣大的東西上鑽孔。操作大型鑽孔裝置的人工作業員需要確保每個孔均符合類型、造型、深度、直徑、位置和品質的嚴格規格。鑽孔裝置本身必須經過完美的校正、擬合,以及嚴格維護。主控台人員在此耗時的過程中必須具有耐性和耐心。

Odico 的創始人兼 CEO Anders Bundsgaard 表示:「如今,發電機葉片曲線是由起重機移動來鑽出每個所需的孔。」當作業員完成鑽孔時,必須將曲線移至其他位置並固定到位,以符合精確需求。每個曲線最多需要 48 個孔,因此狀況良好時一天可以完成大約六個曲線。

Odico 創始人兼 CEO Anders Bundsgaard。影像由 Fido 授權使用。

適應短期製造

因為這些限制,風力發電機的生產規模通常很小,與一般工廠過程的數萬單位相比,風力發電機僅有數百個單位。這讓工程師可以持續進行更新、精密處理與改進,但也可能阻礙標準化。Bundsgaard 表示:「對於生產規模為 100 到 120 的小型工廠流程,無法使用傳統方式進行自動化。」每個新順序都意味著退回至繪圖板。他補充表示:「大多數機器人製造系統都源於汽車產業,該產業會一次製造 10 萬輛汽車或 10 萬個元件。 改變設計規格很困難,且通常需要具有設計或工程學位的人員。」

為了簡化此流程,Odico 建立了 Drill Mate,此為「機器人怪獸」,可在複雜金屬曲線中自動反複鑽孔精密樣式。其模組化架構可讓您快速進行廠內安裝。

Drill Mate 結合了機器人鑽孔與電腦輔助製造 (CAM) 的最新開發。Drill Mate 專為精密、重型工作而設計,具有多相鑽頭和 6 軸操控點,可讓機器人具有高度操控性。每個 Drill Mate 製造機器人皆具有足夠的板載計算能力,以支援順暢的檔案至工廠工作流程,這意味著設計師可以即時快速製作原型,第一線工作人員可在現場快速執行變更。具備經過強化的可程式性和彈性,使專門從事較小規模生產的公司能夠於快速整備時間內運行。

針對丹麥蓬勃發展的可再生能源行業的 Odico 客戶來說,這項能力提高了生產力,並可敏捷持續地進行改進。該行業預計在 2024 年將風力發電產量提高近 80%

從數位板開始製造

為了精密處理公司在這個蓬勃市場所供應的產品,Bundsgaard 和其產品開發團隊嘗試了將 Drill Mate 更無縫地嵌入到標準 CAM 工作流程中的方法,使第一線工作人員更輕鬆執行鑽孔規格的變更。

Odico 與歐特克合作,整合 Drill Mate 與 Fusion 360。僅需在數位板上點選幾下,即可使用 Fusion 360 的 CAM 介面,在工廠現場執行鑽孔座標和要求的變更。

Bundsgaard 說道:「在像風力電機這樣具有活力的年輕產業中,持續創新和改進是設計團隊 DNA 的一部分。使用我們的新系統,任何可以使用 CAD/CAM 介面的使用者,都可以在幾小時內進行變更。」

歐特克與 Odico 合作,整合 Drill Mate 與 Fusion 360。影像由 Fido 授權使用。

保留工作,同時提高生產力

截至目前為止,Odico 的機器人部署已經帶來令人驚艷的結果。風力發電機製造的客戶使用先前的手動系統和機械,通常一天可以完成六個曲線。使用 Odico 的解決方案後,客戶可以鑽曲 18 個曲線,是一般產業輸出的三倍。

但即使生產力大幅提升,Bundsgaard 也不認為機器人必定會破壞人和機器間於工作場所取得的平衡。Bundsgaard 表示:「機器人正在拯救製造業的工作。我們目前面臨與低薪市場競爭的風險,受到傷害最大的是第一線工作人員。讓機器人更能適應個人需求,我們就能走向市場的發展方向。提升技能將會是必要的過程,但我們看到的是工作角色在不斷變化,以符合更廣泛的機器人應用程式,而非被機器人取代。」

Bundsgaard 認為機器人自動化不會扼殺工作機會,而會改變人類和設備的合作方式。

人類與機器間的夥伴關係

世界經濟論壇的 2020 年就業前景報告指出,越來越多的雇主同意 Bundsgaard 的觀點:該報告預測到 2025 年人類和機器間的勞動分工變化,可能會導致 8500 萬個工作被取代,但也可能出現 9700 萬個新工作機會,以更符合人類、機器和演算法間新的勞動分工。

這項轉型幾乎肯定會包括更便於攜帶且更靈活的解決方案,例如 Odico 突然發佈的 Factory on the Fly,這是一個裝載於攜帶型掛車的迷你製造設備。這項解決方案專為營造業設計,保證可讓任何人使用數位板,安全且輕鬆地使用機器人建構建築元素。使用這項解決方案,即可就近於供應鏈進行製造,減少對跨地球運輸零件的需求。

Odico 的技術將費時的校正流程和精確鑽孔所需的配件,交給如 Drill Mate 的機器人進行。影像由 Fido 授權使用。

「對我們而言,夢想情境是能夠將技術控制權交給工廠現場或營造現場的人員。要實現這一點,必須保持工具的方便使用。理想狀態下,你希望能夠從工廠裡挑選員工,15 分鐘內完成訓練,然後讓他們操作工具。」

Anders Bundsgaard,Odico 的創辦人兼 CEO

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